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肺通气功能障碍指标研究进展

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肺通气功能障碍指标研究进展
肺功能检查是呼吸内科重要的检查方法之一,在呼吸系统疾病的诊断、严重程度分级、治疗及预后评价等方面起到关键作用。肺功能检查主要包括通气功能和换气功能检查两部分,临床上以通气功能障碍最为常见,分为阻塞性、限制性和混合性通气功能障碍,这一标准沿用多年,也被大家广为接受。
然而,关于判定通气功能障碍性质和严重程度的争论并没有停止。目前阻塞性通气功能障碍的诊断主要依靠FEV1/FVC,但其存在早期诊断敏感度欠佳、老年或者病情较重的患者完成困难等问题;FEV1占预计值%主要用于判断阻塞性通气功能障碍的严重程度,但对于混合性通气功能障碍的患者,由于FEV1的降低受阻塞和限制两方面的影响,FEV1占预计值%难以准确评价其阻塞程度。
因此,近年来许多学者对FEV3FEV6和校正的FEV1等指标进行了研究,希望能够弥补FEV1/FVCFEV1占预计值%的缺陷。此外,临床上经常见到非特异性通气功能指标异常的肺功能,近年来有学者提出非特异性肺功能(nonspecificpulmonaryfunctionNSPF的概念,并认为这是一种独立类型的肺功能,有一定临床意义。本文就近几年肺通气功能检查方面的一些研究报道进行综述。
一、阻塞性通气功能障碍的诊断
1FEV3:气道阻塞早期多表现为小气道功能障碍。由于小气道总横截面积大,对气流的阻力仅为总气道阻力的20%以下,因此在病变的早期,FEV1FEV1/FVC并无明显下降。近半个世纪以来,人们一直在寻找一种敏感可靠的检测轻度阻塞性肺功能异常的指标。大多数研究关注于FEF25-75目前公认的

小气道功能障碍的判断也依靠于此,但由于FEF25-75特异性欠佳,一直未能成为轻度肺功能异常的早期判断指标。
1984年美国临床肺功能手册中推荐使用FEV3/FVC及其95%CI并认为其更优于FEF25-75Lam等对中国成人的研究结果表明,以FEV1/FVC<常低限作为诊断阻塞性通气功能障碍的参照,FEV3/FVC<正常低限的敏感度为78.5%,特异度为92.6%,阳性预测值为65.3%,阴性预测值为96%
而进一步的分组研究结果提示,FEV1占预计值%70%-80%组和50%-70%组,其敏感度更高,分别为95.9%90%,因此作者认为FEV3/FVC可被用来做气道阻塞(尤其是轻中度气道阻塞)的筛选。Morris13302例成人肺功能数据分析的结果显示,FEV3/FVC降低组较正常组TLC占预计值%RVRV/TLC增高,FEV1占预计值%、深吸气量、弥散功能降低,提示FEV3/FVC降低时已发生早期气道陷闭、过度充气和气体交换受损。
对于无限制性通气功能障碍的患者,FEV3/FVCFEV1/FVC相比,作为阻塞性通气功能障碍判定指标的敏感度为91.0%,特异度为90.4%,阳性预测值为83.3%阴性预测值为95.1%FEV3/FVC诊断阻塞的比例为92.43%,而用FEV1/FVC降低判断阻塞的比例仅为84.34%。该研究认为FEV3/FVC是早期识别气道疾病的敏感指标,应该成为一项常规测量的肺功能指标,当FEV1/FVC比值正常时,FEV3/FVC可以作为识别轻度气道阻塞的标准。
目前关于FEV3的研究仍处于探索阶段,虽然一些研究已经明确FEV3以用作气道受阻的筛选或早期气道受损的指标,但并没有相关对照研究充分说明

FEV3/FVC较目前公认的指标(如FEF25-75有何优势,因此现阶段FEV3难以取代既往的指标。
2FEV6ATS/ERS肺功能指南中,阻塞性通气功能障碍的诊断标准是FEV1/FVC降低,慢性阻塞性肺疾病全球倡议(GOLD标准则将FEV1/FVC<70%定义为气流受限。为保证准确性,ATS指南中提出记录时间应该足够长从而达到容量平台(容量-时间曲线容量变化<25ml持续≥1s),成人呼气时间应不少于6s,但并未明确FVC测试停止的时间。
患者完成一次合格的检查一般需要用力呼气20s以上,老年或者严重气道阻塞的患者很难完成,部分患者甚至有发生晕厥的危险。因此寻找一个可靠且安全的指标成为一项亟须解决的难题。
1993Schapira等的横断面研究发现当用力呼气时间达6s时可以最大程度正确诊断气道受限,60岁以上人群敏感度更高。1999年,Hankinson等通过第三次美国健康与营养协会调查(NHANES的肺功能资料得出FEV6的预计值公式及相关参数的参考值方程,提出了采用FEV6FEV1/FEV6替代FVCFEVl/FVC的设想。2000年一项国家肺健康教育计划的调查提出FEV6FEV1/FEV6可以替代FVCFEV1/FVC诊断气流受限。
由于FEV6具有操作简便、重复性好、安全性高等优点,受到广大学者的关注并相继展开一系列研究,多数研究得到肯定结果。Kishi等对日本成人肺功能的分析提示FEV6FEV1/FEV6FVCFEV2/FVC有明显相关性r分别为0.9980.989,均P<0.01)。
采用FVC占预计值%<80%FEV1/FVC<70%判断限制性或阻塞性通气功能障碍,FEV6占预计值%敏感度0.995,特异度0.983,阳性预测值

0.832,阴性预测值1.000;FEV1/FEV6的敏感度0.942,特异度0.971,阳性预测值0.787,阴性预测值0.993
Aghili等的研究提示FEV1/FEV6判断阻塞性通气功能障碍的临界点为71%FEV1/FEV6敏感度95.5%,特异度99.4%,阳性预测值99.3%,阴性预测值96.3%Perez-Padilla等的随访研究则发现FEV1/FEV6在诊断气道阻塞方面较FEV1/FVC更加稳定。
一项较大规模的荟萃分析搜索了MedlineEmbaseWebofScienceCochraneControlledClinicalTrialsRegisterDatabase四个电子数据库并回顾了实证医学资料库,截至20083月共11项包括31333例肺功能研究入选。结果FEV1/FEV6在诊断气道阻塞方面的敏感度0.89(95%CI0.83-0.93;特异度0.98(95%CI0.95-0.99;阳性似然比45.4695%CI18.26-113.21);阴性似然比0.11(95%CI0.08-0.17;诊断比值比396.02(95%CI167.32-937.31;诊断评分5.98(95%CI5.12-6.84,提示FEV6/FVC可替代FEV1/FVC评估气道阻塞。
但该荟萃分析发表没多久就有学者在Chest上发表评论提出质疑:(1萃分析11个实验中的5个采用FEV1/FVC<70%这一固定值来判断阻塞,降低了FEV1/FVC的敏感度。(2FEV6必定小于FVC,因此可以预见FEV1/FEV6假阳性的数量值应为零,但在纳入荟萃分析的一项研究这个值达到了总样本的30%
(3气道阻塞早期,呼气流速的降低多发生于用力呼气6s以后,FEV1/FEV6降低早期诊断的敏感度。(4未发表的研究没能纳入荟萃分析,导致结果产生偏移。荟萃分析的作者回应造成假阳性数值不为零的原因是由于

FEV1/FVC采用固定数值造成的,对于早期诊断敏感度差的问题,作者表示FEV6的提出是基于部分患者FVC完成困难,所以FEV6更适用于这类患者。
同时也有一些研究者持反对意见。Morris等研究发现,阻塞性通气功能障碍患者(FEVl/FEV6和/或FEVI/FVC下降)中,仅表现为FEV1/FEV6下降的占3.8%,而仅FEV1FVC下降的占14.4%,两项均下降者FEVl下降更明显。仅FEV1/FEV6下降组较仅FEVl/FVC下降组FEV1DLCO更低,RV/TLC更高且差异均有统计学意义。
因此,作者认为FEV1/FEV6在诊断气流阻塞上不如FEV1/FVC敏感,FEV1FEV6不能替代FEV1/FVC作为气道阻塞的诊断标准,但可以帮助判定受试者是否有严重的空气滞留和弥散功能异常。
虽然FEV1/FEV6能否替代FEV1/FVC判定阻塞性通气功能障碍仍需进一步研究,但由于FEV6的相对安全性,对于老年和严重阻塞性通气功能障碍患者,仍是一个值得测量的指标。
二、混合性通气功能障碍阻塞程度的判定
2005ATS/ERS肺功能指南中阻塞性通气功能障碍严重程度的判定主要依FEV1占预计值%。但是混合性通气功能障碍的患者,FEV1的降低受阻塞和限制两方面的影响,所以仅凭FEV1占预计值%来判断将高估气道阻塞的严重程度,导致临床分级过高,造成过度治疗。因此,准确判断混合性通气功能障碍患者的阻塞程度具有重要意义。
理论上讲,FEV1作为FVC的一部分,应该与TLC成比例降低,但是由于限制性疾病经常导致FEV1/FVC升高,FEV1实际降低是小于TLC减低的。

为此,Gardner等对已发表的特发性肺间质纤维化患者肺功能进行分析,发现平均AFEV1/ATLC等于0.93
于是Gardner等提出使用上述指数校正FEV1由于TLC降低所减少的部分,那么剩余的FEV1降低部分将完全由阻塞性通气功能障碍造成,校正后FEV1将更准确地判断阻塞程度。作者使用校正公式(校正FEV=1.07×TLC占预计值%计算出199例混合性通气功能障碍患者的FEV1根据ATS/ERS标准,校正前76%的患者属于重度或极重度阻塞性通气功能障碍、11%属于轻或中度,而校正后仅33%的患者仍被划分为重度或极重度、45%变为轻中度,高达83%的分级结果发生改变。
为评价校正FEV1的准确性,作者使用判断空气潴留程度的指标RV/TLC来判断阻塞性通气功能障碍的严重程度,结果显示校正FEV1(r2=0.42、未校FEV1r2=0.36P=0.01),提示校正FEV1能更正确地评价气道阻塞程度。
该研究为如何正确评价混合性通气功能障碍患者的阻塞障碍程度奠定了基础,但存在样本量小、校正公式的确定仅基于特发性肺间质纤维化患者、研究结果缺乏根据新的评价标准分级后治疗效果的临床资料等问题,尚需进一步探讨。
三、非特异性通气功能障碍
在临床工作中,经常会遇到FEV1FVC成比例降低,其比率正常,TLC正常的肺功能。按目前公认的标准,这类肺功能既不属于阻塞性通气功障碍,不属于限制性通气功能障碍。20世纪70年代开始有学者报道此类肺功能。近年来Hyatt等提出非特异性肺功能的定义,即FEV1/FVCTLC正常,但FVCFEV1降低,或者两者均降低的肺功能。

既往,NSPF虽然被观察到是一种截然不同的类型,但并没有得到足够的认识。ATS/ERS在关于肺功能测试结果的解释中认为NSPF发生率低,代表吸气或呼气不充分,在诊断流程中将其归为阻塞性通气功能障碍。
随着对这类肺功能研究的深入,NSPF的一些特点逐渐被人们所认识。Hyatt等研究发现符合FEV1FVC均降低且弥散功能正常的NSPF占同期肺功能结果的9.5%Aaron等的研究则提示符合FVC下降的NSPF占肺功能结果的6.06%,提示NSPF并不是一种少见现象。
Iyer等对1284NSPF患者进行的一项平均随访时间为3.6年的研究显示,随访结束时64%的患者肺功能仍表现为NSPF。因此有学者提出,NSPF是一类独立的、稳定的肺功能类型,现有指南将此类患者归类为阻塞性通气功能障碍是欠妥当的。
目前NSPF的形成机制不详。现有研究已观察到NSPFFEV1FVC成比例降低,最大呼气流量容积(MEFV曲线降支斜率平行左移,其斜率与FEV1/FVC相同,FEV1/FVC仍然正常;RVRV/TLC较正常升高;TLC然在正常范围,但属于正常低限;若采用缓慢呼气法测定肺活量,RV将明显降低,采用FEV1/SVC替代FEV1/FVC作为判断标准,NSPF的诊断将减少50%
因此,大多数学者认为NSPF的形成可能与小气道功能障碍有关,同时存在限制因素。也有学者提出部分气道受累的理论,认为NSPF患者用力呼气早期受累气道提前关闭,导致残气量增加,而剩余气道完全正常,呼气中期流速和容量均成比例性减低,从而产生正常的FEV1/FVC

临床方面,国外的研究结果提示NSPF与气道疾病及肥胖有关,吸烟者易发生。Hyatt等对随机抽取的100NSPF患者临床情况的分析显示,56%的患者支气管扩张试验阳性或患有哮喘,68%的患者患有气道疾病。非气道疾病组TLC虽然正常,但属于正常下限,这类患者肥胖和吸烟者比例较高。
但是国内的研究认为肥胖对NSPF影响有限,年龄和吸烟可能是其影响因素,且没有发现NSPF在疾病及影像学方面存在特异性,NSPF可以见于肺结构正常、没有肺部疾病的人群,也可见于严重肺部结构病变或各种肺部疾病的患者。由此可见,目前的研究虽然证实了NSPF较为常见且肺功能指标存在特异性,但其临床意义尚未达成共识,对于它的处理仍存在盲区。
综上所述,尽管肺功能检查已有数百年的历史,但仍有很多问题需要探讨。虽然上述研究均处于起步阶段,尚需要进一步大样本量、深入的研究,但是我们仍可以看到,随着研究的成熟,新指标、新理论应用于临床,将帮助我们更好地早期发现阻塞性通气功能障碍,准确判断混合性通气功能障碍患者的阻塞程度,指导NSPF患者的临床处理,这将对呼吸系统疾病的早期诊断、预防和治疗起到重要作用。
——文/摘自《中华结核和呼吸杂志》20149月第37


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